Оценка закономерностей минерализации техногенных растворов после возгорания колчеданных руд и затопления чаши карьера и подземных выработок
Р.С. Романов1, В.И. Татарников2 , П.О. Зубков2, Б.В. Цховребов3
1 ООО «Гео Генезис», г. Магнитогорск, Российская Федерация
2 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
3 Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Russian Mining Industry №5S/ 2025 p. 120-124
Резюме: Рассмотрены закономерности минерализации растворов после возгорания колчеданных руд и пород, затопления чаши карьера и подземных выработок, оценена роль сброса подотвальных оттоков в карьер на формирование вертикальной структуры минерализации техногенных растворов. На основе полевых наблюдений и результатов аналитических исследований характеристик pH, Eh, плотности, общей минерализации, содержания сульфат- и хлорид-ионов, а также концентраций Zn, Cu, Fe по глубине затопления емкости карьера установлено, что подотвальные воды, сбрасываемые в карьер, являются основным источником солевой и металлоионной нагрузки. Высокая минерализация подотвальных вод (десятки г/л по сухому остатку) и изменения плотности растворов формируют перемещение потоков, которые внедряются в водную толщу в основании карьера и приводят к немонотонному вертикальному распределению содержания компонентов в водной среде – невысокое содержание элементов в приповерхностной зоне, повышение концентрации элементов и снижение pH в средних слоях и понижение концентраций элементов в придонном слое. Последнее связано с сорбцией металлов на иловых отложениях пород, обрушенных с бортов карьера. Показано, что такая структура рассолов: верхний слой, минерализация которого обусловлена притоком высокоминерализованных подотвальных вод. Сорбционно-обеднённый придонный слой формируется за счет перемещения вниз более плотных растворов. При разработке мероприятий по экологическому сопровождению мокрой консервации карьера и оценке возможности вовлечения техногенных растворов в промышленную эксплуатацию необходимо базироваться на установленных закономерностях.
Ключевые слова: чаша карьера, техногенные минерализованные растворы, подотвальные стоки, изменение плотности, стратификация, иловые отложения, сорбция металлов
Для цитирования: Романов Р.С., Татарников В.И., Зубков П.О., Цховребов Б.В. Оценка закономерностей минерализации техногенных растворов после возгорания колчеданных руд и затопления чаши карьера и подземных выработок. Горная промышленность. 2025;(5S):120–124. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-5S-120-124
Информация о статье
Поступила в редакцию: 26.10.2025
Поступила после рецензирования: 01.12.2025
Принята к публикации: 01.12.2025
Информация об авторах
Романов Роман Сергеевич – технический директор ООО «Гео Генезис», г. Магнитогорск, Российская Федерация
Татарников Валентин Игоревич – аспирант, младший научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Зубков Павел Олегович – аспирант, младший научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
Цховребов Бадила Владимирович – магистрант, Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Список литературы
1. Fuentes-López J.M., Olías M., León R., Basallote M.D., Macías F., Moreno-González R., Cánovas C.R. Stream-pit lake interactions in an abandoned mining area affected by acid drainage (Iberian Pyrite Belt). Science of The Total Environment 2022;833: 155224. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155224
2. Martin A.J., Salvador S., Fraser C. Strategies for pit lake water management and in-pit bioremediation. In: 12th International Conference on a Rock Drainage (ICARD) 2022. VIRTUAL, Australia, September 18–24, 2022. Available at: https://www.researchgate.net/publication/364213929 (accessed: 27.04.2025).
3. Thisani S.K., Kallon D.V.V., Byrne P. Geochemical classification of global mine water drainage. Sustainability. 2020;12(24):10244. https://doi.org/10.3390/su122410244
4. Mugova E., Wolkersdorfer C. Density stratification and double-diffusive convection in mine pools of flooded underground mines – A review. Water Research. 2022;214:118033. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.118033
5. Sánchez-España J., Díez-Ercilla M., Pérez-Cerdán F.L., Yusta I., Boyce A.J. Hydrological investigation of a multi-stratified pit lake using radioactive and stable isotopes combined with hydrometric monitoring. Journal of Hydrology. 2014;517:494–508. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.02.003
6. Soni A., Mishra B., Singh S. Pit lakes as an end use of mining: A review. Journal of Mining and Environment. 2014;5(2):66–111. Available at: https://jme.shahroodut.ac.ir/article_326_47.html (accessed: 27.04.2025).
7. McCullough C.D., Schultze M., Vandenberg J., Castendyk D. Mine waste disposal in pit lakes: a good practice guide. In: Fourie A.B., Tibbett M., Boggs G. (eds). Mine Closure 2024: Proceedings of the 17th International Conference on Mine Closure, Perth, Australia, November 26–28, 2024. Perth: Australian Centre for Geomechanics; 2024, pp. 1063–1076. https://doi.org/10.36487/ACG_repo/2415_76
8. McCullough C.D. Below water table mining, pit lake formation, and management considerations for the Pilbara mining region of Western Australia. Mining. 2024;4(4):863–888. https://doi.org/10.3390/mining4040048
9. Gammons C.H., Harris L.N., Castro J.M., Cott P.A., Hanna B.W. Creating lakes from open pit mines: processes and considerations - with emphasis on northern environments. Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Sciences 2826. 2009. 106 p. Available at: https://digitalcommons.mtech.edu/geol_engr/2/ (accessed: 27.04.2025).
10. Lazo D. Acid mine drainage mitigation: A review. Ingeniería Industrial. 2020;(39):97–118. https://doi.org/10.26439/ing.ind2020.n039.4917
11. McCullough C.D. (ed.) Mine Pit Lakes: Closure and Management. London: Geological Society Publishing; 2011.
